N715自升式海洋平台桩腿分段制作精度控制
刘玉恒
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刘玉恒,. N715自升式海洋平台桩腿分段制作精度控制[J]. 海洋研究,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157054.
摘要: 海洋自升式平台是目前比较成熟、比较实用的一种平台,升降系统是海洋自式式平台的核心系统,齿轮箱结构和系统承担着整个平台的升降工作,所以桩腿分段的制作,齿条板的精度控制是分段制作中的重中之重。本文阐述了N715自升式平台桩腿分段建造精度控制的相关内容,对桩腿分段建造过程的精度控制进行了全面分析和总结。
关键词: 自升式钻井平台;桩腿;分段制作;精度控制
DOI:10.12721/ccn.2024.157054
基金资助:

1项目桩腿情况

(1)桩腿概述。本项目桩腿(如下图所示)共四根,采用桁架式“米”、“K”字形结构,每根桩腿的长度为114m,重量约为375T,共计1497T;每根桩腿分为6个分段,每个分段由主弦管、斜撑管、水平管组成。主弦管由齿条板和半圆管焊接而成(由外协厂家直接提供成品),齿条板与半圆管的材质均为A54G. MDOL,最小屈服强度为690MPa的高强度钢,齿条板的厚度为127mm,半圆管规格为中380mm*24mm水平管有两种规格:中219.1mm*18.26mm、219.1*12.7,材质均为X60内水平管规格为:中114.3mm*8.56mm材质为X52。

(2)桩腿结构特点:桩腿的分段建造是本项目最重要也是最困难的工作,其特性如下:

装配和焊接容易产生应力和变形,精度要求很高;

桩腿齿条板式超高强度钢,焊接要求高;

桩腿和齿轮箱、上下导向的间隙小,公差要求高;

2桩腿分段建造流程简介

桩腿在分段制作流程上,结合场地资源布置和分段建造流程,从前向后分别为胎架制作→齿条到货和进货检验→齿条对接匹配→齿条对接→接长检验和二次匹配→分段大组焊前→分段焊接过程监控→分段大组焊后→分段完工→分段脱胎。

3桩腿分段制作精度控制

3.1精度控制策划:

桩腿制作前针对桩腿制作过程编制了制作精度控制方案,明确测量点,公差要求,精度停止点,收缩量、反变形设置,测量方法、过程监控以及与船东、船检报检等相关要求。

(1)编制《N715桩腿分段制作精度策划》。针对策划方案组织了正式的交底培训,制作过程中根据工序对施工队伍一一交底培训。

(2)设置精度控制停止点报检。按制作工序涉及精度标准23项,设置了公司级精度控制停止点10个。

(3)收缩量、反变形设置。根据凯旋系类桩腿经验预先设置反变形和加放量,根据实际实施情况看与预先设置相符合。齿条对接间隙控制在0mm~5mm,齿间距加放收缩量2mm~3m。等腰三角形从中心向两边各加放3mm收缩量,角度向外侧加放反变形0.3333°。

(4)测量方法以及仪器:

施工前明确测量方法以及测量点位的固定,要求施工班组利用卷尺、拉钢丝、线垂、水平仪、经纬仪进行自检,必要时精度控制组利用全站仪进行配合,确认合格后精度控制组利用全站仪进行检验。制作前也针对测量工具进行了专项点检确认,保证桩腿制作测量工具符合要求。

(5)船东船检报检

桩腿制作报检前对桩腿制作过程所有的停止点与船东船检进行确认,明确报检流程和报检项,(胎架制作除外)都需要现场进行验证;

3.2精度控制实施阶段:

(1)胎架制作精度控制。共有齿条对接和齿条大组两种胎架,按照胎架制作精度标准对胎架进行检验,确保胎架精度满足要求。

(2)齿条到货和进货检验。对每一根到货齿条板根据检验精度标准对每根齿条进行检测,信息进行统计管理,按批次统计到货情况、按分段统计到货情况。汇总整理齿条板到货存在的精度超差问题,反馈厂家进行及时关注和后续整改。

(3)齿条对接匹配。根据齿条板来货精度状态,综合考虑长度、平面度、合拢口半齿距等信息,在可以使用的齿条板当中,考虑桩腿分段的齿条长度,进行每6根齿条为一个分段,每2个齿条为一组的对接匹配,并将齿条板编号和分段号一一对应,尽可能减小累计偏差。

(4)齿条对接阶段精度控制。齿条对接焊接、半圆管焊前、半圆管焊后、整体自由状态完工,施工班组拉钢丝进行过程监控,精度控制组利用全站仪进行过程检验,确保齿条对接精度状态满足要求;

(5)接长检验和二次匹配。齿条对接完成后,完成水尺的安装工作。然后根据齿条对接后的精度状态,二次考虑长度、平面度、合拢口半齿距等信息,考虑桩腿分段的齿条长度,进行每3个齿条为一组的匹配,并将齿条板编号和分段号一一对应,尽可能减小累计偏差。

(6)分段大组焊前精度控制。齿条上胎定位,弦管吊装,装配完成后,根据桩腿分段制作大组焊前精度控制表相关精度标准要求,由施工班组填写并提交报检,精度控制组负责核实确认,并提交质量部现场确认合格后,形成定位测量报告,待船东船检确认、报检通过后签字存档。

(7)分段焊接过程精度监控。分段焊接过程中,施工班组采用吊线锤确认中心,大尺测量三角尺寸、水平仪测量齿条水平度、象限仪测量齿条板角度、拉设钢丝测量齿条直线度等方法进行过程精度控制,有条件的施工班组自己配备经纬仪和全站仪进行精度过程监控。

(8)分段大组焊后精度控制。分段焊接完成,探伤合格后,拆除封胎使分段处于自由状态,根据桩腿分段制作大组焊后精度控制表相关精度标准要求,由施工班组填写并提交报检,精度控制组负责核实确认,并提交质量部现场确认合格后,形成完工测量报告,待船东船检确认、报检通过后签字存档。

3.3精度控制数据积累:

(1)齿条对接收缩量统计。对接完工的齿条板收缩量进行统计分析,得出以下结论:

齿条对接焊接总体的收缩量为1.5mm~3.0mm;

反面碳刨的情况下  收缩量为2.5mm~3.0mm

不碳刨的情况下    收缩量为1.5mm ~2.0mm

图片14.png(2)齿条大组收缩量统计。对已经大组完工的分段收缩量进行统计分析,得出以下结论: 

大组焊接三角尺寸总体的收缩量为

4.0mm~12.0mm,分类概括为以下三个方面:

★标准段B平均收缩量为8mm,非标准段A平均收缩量为6mm,因标准段B段结构多,焊接热输入量大导致;

★非标准段A结构对称,收缩量均匀;

★标准段B结构不对称,下口存在自由端,存在下口收缩量大于上口;

图片15.png 4结语

通过桩腿分段制作的精度控制,总结桩腿精度管理的PDCA:

P(Plan)--精度策划,根据桩腿分段制作的精度要求,参照以往项目积累的经验,编制相应的策划,包括相应的检测表格;

D(Do)—现场执行,组织交底并引导现场按照精度策划进行施工;

C(Check)—报检检查,通过精度数据采集分析,确认实际结果与策划目标是否一致;

A(Action)—反馈,处理,对总结结果进行处理,成功的经验加以肯定并推广、标准化;失败的教训加以总结,未解决的问题放到下一个PDCA循环里。

PDCA循环中的A是关键环节,没有总结就没有进步, PDCA循环不是停留在一个水平上的原地踏步的循环,而是在不断解决问题的过程中,阶梯上升的过程。

精度管理需要精心策划,需要数据积累,需要不断总结,需要不断改进。

参考文献

[1]袁瑞,王欢.“救助号”自升式钻井平台桩腿制作精度控制[J].武汉船舶职业技术学院学报 2014(6): 18-20